内蒙古锡林郭勒盟阿尔哈达铅锌矿区地质特征及成因分析

内蒙古锡林郭勒盟阿尔哈达铅锌矿区地质特征及成因分析

0锡林浩特—引言阿尔哈达铅锡矿区位于内蒙古锡林郭勒盟以东的乌珠木沁旗满都胡宝礼格苏木辖区内。矿床产于锡林浩特—东乌旗多金属成矿带东段,东乌旗褶皱束内。区域出露地层有下古生界、上古生界和中生界。区内地层褶皱强烈,断裂构造发育,地质构造较为复杂。岩浆活动强烈,侵入岩发育。1全矿条件分析1.1上侏罗统提升期u区内出露地层有上泥盆统安格尔音乌拉组、上侏罗统布拉根哈达组、第四系全新统(图1)。地层总体走向60°～70°,倾向NW。(1)上泥盆统安格尔音乌拉组:约占矿区出露地层总面积的90%,矿化带即位于该组岩石中,由下至上分为砂岩段(D3a1)、泥硅质板岩段(D3a2)、凝灰质板岩段(D3a3)和安山质凝灰岩段(D3a4)4个岩性段。(2)上侏罗统布拉根哈达组(J3b):零星分布于矿区西北部,主要为复成分砾岩、含砾流纹质凝灰岩、流纹岩等,地表产状不清。(3)第四系全新统(Q4):广泛分布于沟谷洼地中,主要为冲积、洪积形成的砂砾层,湖积淤泥及风积形成的砂质土、粉细沙。1.2断裂发育特征矿区位于额仁高毕复式向斜的东南翼,受多期构造运动影响,区内褶皱、断裂以及节理、劈理构造发育,后期构造的叠加改造作用强烈。华力西期形成了轴向约70°的褶皱,经燕山期构造运动影响,形成次级复式褶皱构造和层间小褶曲。褶皱构造对于成矿作用影响不大,但矿化在次级向斜褶皱的核部亦显示有富集的趋势。矿区内断裂构造主要有NEE向、NW向和NE向3组。NEE向断裂:位于矿区南部,断裂带走向70°,倾向NW,倾角不明,延长数千米,是一组多期活动的压扭性断裂。南侧为断陷盆地,北部为古生界地层分布区。NW向断裂:由一系列规模不等的NW向断层、碎裂蚀变带组成,该组断裂带成群成带出现,形成了不易区别和划分单体断层的断裂带,该组断裂带走向290°～355°,总体走向306°,倾向SW,倾角变化大,15°～56°,总体倾角35°;宽380～600m,延长大于3500m,断裂带沿走向和倾斜延深方向呈舒缓波状,有分支复合等特点。该组构造形成于华力西晚期,多期活动,早期为压扭性,成矿期经历了从压扭性→张扭性→压扭性的活动变化。断层面的擦痕、阶步显示压性特征,早期的围岩角砾显示成矿期具有张性特点。NE向断裂:走向10°～28°,倾向E,倾角40°左右,延长1650m,以压扭性为主,晚期呈张扭性。该组构造对本区早期矿带的连续性形造成破坏,断裂构造发育在沟谷中,地表被覆盖,在钻探工程中可见的数十米厚的构造碎裂岩带,主要由碎裂岩、角砾岩和断层泥组成,破碎带的蚀变主要有高岭土化、碳酸盐化,蚀变程度比较弱。此外,在甚低频测量剖面上也出现异常,显示在0线附近该断裂构造的存在,根据异常特征判断构造面E倾,倾角较陡。构造破碎带含矿热液沿构造裂隙充填成矿为本区主要的成矿方式。构造裂隙所产生的容矿空间直接控制着矿体的规模。NW向构造破碎带是主要的储矿构造。NW向主体构造破碎带旁侧成群成组出现的次一级断裂构造是重要的储矿构造,致使矿体具雁行排列、局部交叉产出的特征。有部分铅锌矿体受后期构造活动形成破碎,并被晚期矿物多次充填胶结,显示成矿期后仍有构造活动。1.3岩石学和地质特征目前的主要矿化带分布的地段未见侵入岩出露,但位于矿区北东和北西方向有大面积花岗岩出露,为印支期宾巴勒查干岩体和燕山早期安儿基乌拉岩体,其中的燕山早期岩体与本区成矿作用关系密切。(1)宾巴勒查干岩体:位于矿区北东方向约3km处,为印支期侵入岩。岩体内有燕山早期岩体再次侵入。岩体出露面积184km2,呈岩基状。分为边缘相、过渡中心相两个相带,边缘相主要为细粒黑云母花岗岩、细粒似斑状花岗岩,过渡中心相以中粗粒花岗岩为主。(2)安儿基乌拉岩体:侵入于印支期宾巴勒查干岩体中,属于燕山早期第1次岩浆活动的产物,沿朝不愣复式背斜的南翼侵入,呈岩株状产出,呈长条状NE向展布,宽1.5～2.5km,长约8km,出露面积16km2,岩性主要有似斑状黑云母花岗岩、斑状黑云母花岗岩。阿尔哈达矿床分布在该岩体的南侧外接触带部位。岩体的的局部有流面流线发育,流线方向54°,与岩体延伸方向一致,流面倾向NW,岩体内硅化现象比较普遍,与地层的接触部位形成规模较大的接触变质带。大规模的岩浆活动为本区矿质活化与运移提供了热动力,使得成矿热液沿早期断裂带运移,并于有利地段富集成矿。2矿体金属矿物矿体以隐伏和盲矿体为主,单个矿体长一般为100～500m,主要矿体控制长度710m,矿体厚度1～4m,最大真厚度21.45m,主要矿体走向290°～335°,倾向SW,倾角25°～55°,总体倾角35°;矿体形态呈似层状、脉状,在倾向与走向均呈舒缓波状(图2),沿走向波峰大于倾向方向上的波峰,单个波长一般200～300m,矿体在局部有分支和复合现象,多数矿体的赋存标高位于700～1000m之间,700m以上是主要赋矿空间。矿石中金属矿物主要有方铅矿、闪锌矿、自然银、辉银矿等,其他金属矿物以黄铁矿为主,其次有毒砂、磁黄铁矿、黄铜矿、辉铜矿,在地表可见到褐铁矿、软锰矿、黄钾铁矾和铅锌的氧化物。脉石矿物有绿泥石、石英、高岭土、绢云母、方解石、白云石、萤石等。矿石结构主要有自形-半自形粒状结构、他形粒状结构、交代残余结构、碎裂结构、包含结构等;矿石构造主要有块状构造、角砾状构造、浸染状构造、脉状构造、条带状构造等。矿区围岩蚀变主要有褐铁矿化、高岭土化、绢云母化、绿泥石化、绿帘石化、黄铁矿化、硅化、滑石化、碳酸盐化、萤石化等。该矿区仅某一区段的勘查工作即获122b+333级Pb+Zn资源量近60万t,潜在Pb+Zn资源量达100万t以上。3成矿物质来源(1)硫同位素:中国地质矿产资源所同位素实验室分析结果及聂凤军等利用地质温度计计算结果见表1。由表1可见,在早期形成的铅-锌-银矿石中,无论是根据闪锌矿与方铅矿硫同位素数据所获温度值,还是采用黄铁矿-方铅矿数据所获温度值,它们均在350℃以上,分别为399℃和407℃,反映了阿尔哈达矿床早期铅-锌-银成矿作用与岩浆水为主的混合热液流体活动有关,属高温热液活动产物。相比之下,中、晚期铅-锌-银矿石中闪锌矿-方铅矿硫同位素温度计值分别为287℃和194℃,暗示了该矿床中、晚期铅-锌-银成矿作用与混源热液流体活动有关,属中-低温热液活动的产物。从阿尔哈达铅-锌-银矿床硫化物的同位素分析数据可以初步判断,该矿床的成矿流体具有明显的混源特征。早期成矿阶段,成矿热液流体很可能以岩浆热液为主,中、晚期成矿阶段,成矿热液流体以大气降水或加热了的混合水为主,硫分别来源于岩浆热液、沉积地层和大气降水。(2)铅同位素:核工业北京地质研究院分析测试研究中心分析结果及聂凤军等利用铅同位素投影图见图3。在207Pb/204Pb-206Pb/204Pb图(图3a)中,所有铅-锌-银矿石、黑云母花岗岩和变质砂岩硫化物数据点构成一条较陡倾的铅混合线,暗示了阿尔哈达矿床铅同位素体系长期和复杂的演化过程。需要提及的是,无论在207Pb/204Pb-206Pb/204Pb图(图3a)中,还是在208Pb/204Pb-206Pb/204Pb图(图3b)中,铅-锌-银矿石样品均投在黑云母花岗岩与变质砂岩硫化物区之间,反映了成矿物质来源与花岗岩体和变质岩地层的成因联系。在207Pb/204Pb-206Pb/204Pb图(图3a)中,除2件闪锌矿样品数据点落在造山带铅演化线上,其余样品数据点均投到地幔与下地壳铅演化线之间,暗示了阿尔哈达矿床成矿(岩)物质的混源成因,即在成矿过程中,深源岩浆与壳源岩(体)层以不同方式发生过某种程度的混合作用。(3)成矿机理:①矿源层的形成。在古生代早期到泥盆世晚期,该地区属于地槽环境(岛弧俯冲带),火山活动强烈,基性火山岩从地壳深部携带了丰富的成矿元素,形成大量中基性火山岩和火山碎屑沉积岩,构成矿源层。②成矿物质的活化。受华力西早期构造运动影响,地壳上升,地槽褶皱回返,古生界产生强烈的褶皱,随之发生了区域浅变质作用,地层中的成矿物质受到了活化;印支期的断裂和岩浆活动增加了含矿热液的活力和移动空间,使得古生界中的成矿物质受到活化和运移,形成了矿化的雏形。③成矿物质的运移富集。燕山早期的构造运动对本区的影响强烈,断裂、岩浆侵入及火山活动剧烈,在矿区形成了走向NW的压扭性断裂带,周围有大量的花岗岩侵入,丰富的热液活动使岩体内成矿物质活化,同时矿源层中的成矿物质被活化和萃取,形成含矿热掖,沿断裂运移、交代。④矿床的形成。随